DE2553589C2 - Schieberventil mit im Strömungsmittelweg zu einem Verbraucher angeordneten Drosselelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schieberventil mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gemäß Zusatzpatent P 25 23 901 zum Hauptpatent P 24 00 969.

Mit der Anordnung d^r Scheiben gemäß dem Hauptpatent ergibt sich eine Strömungsmittelführung derart, daß bei insgesamt radialem Durchfluß des Strömungsmittels abwechselnd verhältnismäßig großvolumige Kammern und feine Löcher durchströmt werden, womit sich gute Dämpfungscigenschaften ergeben, ohne daß sich hohe Reibungswiderstände einstellen, die Wirkung von Viskositätsänderungen des Strömungsmiitels aufgrund von Temperaturschwankiingen auf die Dämp* fungseigenschaften stark verringert sind.

Dabei besteht jedes Dämpfungsclement aus der mit den Löchern versehenen mittleren Scheibe und den zu beiden Seiten vorgesehenen Endscheiben zur Bildung der Kammern. Wird nun ein solches Dämpfungselement bei Betätigung des Ventilschiebers freigegeben, so kann das Strömungsmittel in alle in diesem Element ausgebildeten Strömungsmittelkanäle gleichzeitig eintreten. Dies ist insbesondere dann ein Nachteil, wenn mit wenig Strömungsmittel besonders fein dosierbar gesteuert werden soll.

Mit der im Zusatzpatent P 25 23 901 angegebenen ίο Bauweise der Scheiben und ihrer Öffnungen für den Strömungsmitteldurchfluß wird der Vorteil erzielt, daß bei Betätigung des Ventilschiebers zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils fortschreitend von Scheibe zu Scheibe nur jeweils einzelne Strömungsmittelkanäle bzw. Teilstromwege freigegeben bzw. abgesperr: werden. Damit läßt sich die Strömungsmittelmenge sehr fein dosieren.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, das Schieberventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art so zu verbessern, daß bei Verstellung des Ventilschiebers die zuschaltbaren Ströiiiungsmittelwege dem Querschnitt nach unterschiedlich sind, womit auch insbesondere Erosionserscheinungen entgegengewirkt werden kann, wie es sich üblicherweise bei hydraulischen Systemen einstellen, die mit H vdr?uliköl auf Basis von Phosphatester arbeiten.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Es zeigt sich, daß die feine Dosierbarkeit der Strömungsmittelmcngcn bei der Hubverstellung des Ventils beibehalten wird und daß darüber hinaus in hervorragender Weise Schwierigkeiten behoben sind, die sich aus der Erosion bzw. elektrochemischen Abtragung bei hydraulischen Hochdrucksystemen der üblicherweise bei Verkehrsflugzeugen verwendeten Bauart ergeben, die mit Hydraulikmitieln auf Phosphat-Ester-Basis arbeiten.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

F i g. I bis b Ansichten mehrerer mit Durchbrüchen zum Abteilen von Kammern bzw. Löchern und durchgehenden Schlitzen versehener Scheiben.
F i g. 7 eine graphische Darstellung der beim Hub des Vcntilschicbcrs in Verbindung mit den Scheiben gemäß den F i g. 1 bis 6 einstellbaren Strömungsmittclmengen.

Fig. 8 bis 14 Ansichten von mit Durchbrüchen zur Bildung von Kammern, sowie Löchern und Schlitzen ίο versehenen Scheiben in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 15 eine graphische Darstellung der beim Hub des Ventilschiebers in Verbindung mit den Scheiben gemäß den F i g. 8 bis 14 einstellbaren Strömungsmittelmengen.

Die in den F i g. 1 bis 6 bzw. 8 bis 14 dargestellten Scheiben werden zu Stapeln verbunden und in ringförmige Einlaß- bzw. Auslaßkanäle von beispielsweise Schiebcrventilen eingesetzt, wie dies im einzelnen im M) Hauptpatent dargestellt und erläutert ist. Bei Betätigung des Ventilschicbers werden fortlaufend die einzelnen Scheiben überfahren und dabei freigegeben bzw. abgesperrt.

Die Ausbildung der einzelnen Scheiben wird anhand

h5 der nachfolgenden Fig. 1 — b erläutert. I i g. 1 zeigt eine Scheibe 60 mit einem Muster von Durchbrüchen lungs bestimmter Radiallinien. Die radiale Ausrichtung dieser Offnungen von Scheibe zu Scheibe ist für das Verständ-

nis der verschiedenen Strömungspfade von Bedeutung. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 6 sind öffnungen längs zehn gleichförmig auf Abstand gehaltener Radien ausgebildet, d. h„ daß an bestimmten Stellen im Stapel alle 36 Grad ein Öffnungsmuster vorhanden ist. Die Anzahl dieser Öffnungen und die Anzahl und Ausbildung von Drosselstellen im Stapel richtet sich nach den Anforderungen des besonderen Anwendungsfalls. Um eine ausreichend glatte Mengenstrom-Ventilhub-K.ennlinie zu erhalten, ist das Öffnungsmuster am Innenrad der Scheiben vorzugsweise so ausgebildet, daß an jeder Scheibe ein in den Stapel führender Strömungsweg vorhaiiden ist. Bei der Scheibe 60 sind an deren Innenwand längs einer vertikalen Linie Öffnungen 62 ausgebildet, und längs der gleichen vertikalen Linie befinden sich Öffnungen 64 sowie öffnungen 66 am äußeren Scheibenrand. Gegenüber der Vertikalen um 36 Grad entgegen dem Uhrzeigersinr versetzt ist eine Gruppe von inneren Durchbrüchen 68 angeordnet. Die nächste, in F i g. 2 gezeigte Scheibe 70, die neben der Scheibe 60 angeordnet wird, enthält einen entsprechenden Satz von öffnungen 72, 74 und 76 längs einer vertikalen Linie und ferner einen Satz von Durchbrüchen 78. die genau mit den Durchbrüchen 68 in der Scheibe 60 übereinstimmen. Zusätzlich ist in der Scheibe 70 auf Radien, die um weitere 36 Grad gegenüber den Durchbrüchen 78 entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt sind, eine Reihe von Öffnungen angeordnet, einschließlich Öffnungen 80, die vom Innenumfang in den Stapel führen, einem Druchbruch 84 und Öffnungen 82, die in uen Außenrand der Scheibe münden. Um weitere 36 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt liegt eine Reihe von Durchbrüchen 86. Da die Scheiben 60 und 70 vorzugsweise eine Wandstärke von 0,1 bis 0.125 mm haben, bilden die öffnungen 62 und 72 gemeinsam einen Zugang zum Stapel in einer Breite von 0,2 bis 0,25 mm. Die Breite derartiger Zulauföffnungen ist vorzugsweise nicht wesentlich kleinen da bei schmaleren Öffnungen eine erheblich höhere Gefahr eines Verstopfens durch Verunreinigungen besteht.

Das in F i g. 3 gezeigte Öffnungsmuster unterscheidet sich deutlich von dem gemäß den F i g. 1 und 2. Die in Fig. 3 gezeigte Scheibe sieht zwar wie zwei Teilscheiben aus, wird jedoch tatsächlich aus einem Stück gefertigt und ist in F i g. 3 so gezeigt, wie sie nach der endgültigen Bearbeitung aussieht. Die Scheiben haben zunächst sowohl einen größeren Außen- als auch einen kleineren Innendurchmesser. Die Scheibe 90 ist mit einem Öffnungsmuster versehen, einschließlich solcher öffnungen 92. die in den Scheibenstapel führen, einem Durchbruch 94 und einer Öffnung 96. die zum Außenrand verläuft, wobei diese Öffnungen genau mit den Öffnungen 80, 82 und 84 der Scheibe 70 übereinstimmen. Ferner ist ein Muster von Durchbrüchen 98 vorhanden, welche mit den Durchbrüchen 86 in der Scheibe 70 übereinstimmen. Gegenüber den Durchbrüchen 98 in etwa um weitere 36 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt befinden sich Öffnungen 100, die mit großen Schlitzen 102 in Verbindung stehen. Außerdem ist in der Scheibe 90 eire Reihe von kleinen Löchern 104 ausgebildet, die tinnittelbar mit den senkrecht angeordneten Öffnungen 62, 64 und 66 m der Scheibe 60 und den Öffnungen b/λ. Durchbrüchen 72, 74 und 76 in der Scheibe 70 ausgerichtet sind, und an einer gegenüber den Löchern 104 um Jb Grad entgegen dem Uhrzeigersinn \ersetzter Stelle liefert ierner eine Reihe von Löchern 106. die mit den Durchbrochen 68 und 78 in den Scheiben 60 bzw. 70 fluchten. F i g. 4 zeigt eine zusätzliehe Scheibe 110, die neben die Scheibe 90 gemäß F i g. 3 eingesetzt wird und einen großen Schlitz 112 enthält, der genau mit dem Schlitz 102 in der Scheibe 90 fluchtet und über Öffnungen 114 mit dem Scheibeninnenrand in Verbindung steht. Die Scheibe 110 ist ferner längs einer vertikalen Linie mit einer Reihe innerer Durchbrüche 116 versehen, die mit den Löchern 104 der Scheibe 90 fluchten. Um 36 Grad gegenüber den öffnungen 114 im Uhrzeigersinn versetzt befindd sich eine Reihe von Löehern 118, die mit den Durchbrüchen 98 der Scheibe 90 fluchten. An der im Uhrzeigersinn nächsten Position der Scheibe 110 ist eine zusätzliche Reihe von Löchern 120 angeordnet, die mit den Öffnungen 92, 94 und 96 der Scheibe 90 fluchten. An der den Löchern 120 im Uhrzeigertrnn benachbarten Position der Scheibe UO liegt eine Reihe von Öffnungen einschließlich Öffnungen 122, die vom Innenrand in den Stapel verlaufen, Durchbrüchen 124 und Öffnungen 126 am Außenrand der Scheibe. Diese Öffnungen fluchten mit den Löchern 106 in der Scheibe 90.

F i g. 5 zeigt eine Scheibe 130, die längs einer vertikalen Linie eine Reihe von Durchbrüchen 132 aufweist, die genau mit den Durchbrüchen 116 in der Scheibe UO fluchten. Um zwei Stellen entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht ist eine weitere Reihe von Durchbrüchen 134 angeordnet, die mit den Löchern 120 in der Scheibe 110 fluchten. Um eine Stelle entgegen dem Uhrzeigersinn gegenüber den vertikal ausgerichteten Durchbrüchen 132 befinden sich Öffnungen 136, die in den Scheibeninnenrand münden. Durchbrüche 138 und Öffnungen 140 im Scheibenaußenrand. und um weitere zwei Stellen entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht sind in der Scheibe 130 Öffnungen 142 im Scheibeninnenrand, Durchbrüche 144 sowie Öffnungen 146 im Außenrand der Scheibe 130 ausgebildet.

Die in F i g. 6 gezeigte Scheibe 150 enthält eine Reihe von Öffnungen 152, 154 und 156, die genau mit den Öffnungen 142,144 und 146 in der Scheibe 130 fluchten. Um eine Stelle im Uhrzeigersinn gegenüber diesen Öffnungen verdreht liegt eine Reihe von Durchbrüchen 158, die mit den Durchbrochen 134 in der Scheibe 130 fluchten.

Ausgehend von einem Stapel K-i dem sich die Scheibe 60 links befindet, ergeben sich bei einer langsamen Ver-Schiebung des Bundes des Ventilschiebers nach rechts die folgenden Strömungsbilder: Wenn sich der Bund nach rechts bewegt, gibt er nacheinander die Scheiben 60, 70, 90, 100, 130 und 150 frei. Das resultierende Strömungsbild ist in F i g. 7 gezeigt (unter Annahme einer Scheibendicke von 0.125 mm). Beim Vorbeibewegendes Bundes an der Scheibe 60 wird ein Strörnungsweg in den Stapel über die Öffnungen 62 freigegeben. Diese Öffnungen stehen unmittelbar mit der Lochreihe 104 in der Scheibe 90 in Verbindung. Der das innere Loch durchsetzende Strömungsmittelstrom gelangt in eine Kammer, die durch die Durchbrüche 116 und 132 in den Scheiben 110 und 130 begrenzt wird. Der diese Kammer durchsetzende Strömungsmittelstrom gelangt dann durch das zweite Loch der Reihe 104 und von dort in

bo eine Kammer, die durch die Durchbrüche 64 und 74 in den Scheiben 60 und 70 begrenzt wird. Diese Kammer steht mit dem dritten Loch der Drosselstcllcnreihe 104 in Verbindung, von wo der Suöinungsmittelstrom in die äußere der durch die Durchbrüche 116 und 132 der

ti5 Scheiben 110 und 130 begrenzten Kammern gelangt, und nach dem Durchströmen dieser Kammer in Radialrichtting strömt das Strömungsmittel über das äußere Loch der Reihe 104 zu dem durch die Öffnungen 66 und

76 in den Scheiben 60 und 70 gebildeten Durchlaß. Wegen der Breite des Strömungsmitteleinlasses der Scheibe 60 im Verhältnis zur Drosselwirkung der Lochreihe erreicht der Mengenstrom ein nur geringes Niveau, und sein Sättigungswert liegt, wie F i g. 7 zeigt, beispielsweise bei 0,45 l/min, so daß eine weitere Zunahme des Mengenstroms unterbleibt, bis sich der Bund so weit bewegt, daß die Scheibe 70 freigegeben wird. Wenn die Scheibe 70 freigegeben wird, strömt das Strömungsmittel in die öffnung 72, wodurch das oben beschriebene Strömungsbild geringfügig verstärkt wird, und zusätzlich in die öffnung 80, so daß ein neues Strömungsbild entsteht, und zwar über die Löcher 120 der Scheibe 110 sowie über die durch die Durchbrüche 134 und 158 der Scheiben 130 und 150 und die Durchbrüche 84 und 94 der Scheiben 70 und 90 begrenzten Kammern, von wo das Strömungsmittel einschließlich die Scheiben an den Öffnungen 82 und 96 der Scheiben 70 und 90 verläßt.

Ein dem oben beschriebenen Strömungsbild identisches und dieses verstärkendes Strömungsbild ist in F i g. 7 im zweiten Bewegungsabschnitt gezeigt, welcher etwa von 0,125 bis 0,25 mm des Hubs verläuft. Bei einer weiteren Bewegung des Bundes an der öffnung 100 der Scheibe 90 vorbei wird ein großer Strömungspfad parallel zu den oben beschriebenen Strömungspfaden freigegeben, was zu einem sehr steilen Anstieg des Mengenstroms bei einem geringen Hubzuwachs führt. Dies ist in F i g. 7 in dem Kurvenabschnitt gezeigt, der von einem Hub von 0,25 mm bis zu etwa 0,37 mm verläuft. Bei Freigabe der Scheibe 110 bleibt dieser große Strömungspfad parallel zu den zunächst freigesetzten Strömungspfaden geöffnet, und es wird ein zusätzlicher Teilstrom freigegeben, der über die Öffnung 122 einströmt, das innere Loch 106 in der Scheibe 90 durchsetzt, in eine durch die Durchbrüche 68 und 78 der Scheiben 60 und 70 begrenzte Kammer gelangt und über das zweite der Löcher 106 in die durch die Durchbrüche 124 und 138 der Scheiben 110 und 130 begrenzte Innenkammer und von dort zurück über das dritte der Löcher 106 in die durch die äußeren der Durchbrüche 68 und 78 begrenzte Kammer und anschließend über das äußere Loch 106 zu^r Ausgangsöffnung 126 strömt. Der Einfluß dieses zusätzlichen Teilstroms ist im Diagramm durch den noch steileren Kurvenabschnitt gezeigt, der zwischen etwa 0,37 und 0.5 mm des Schieberhubs liegt. Bei einem weiteren Mangenstromzuwachs in dieser Richtung wird der Sättigungswert des Systems erreicht, obwohl zusätzliche öffnungen, etwa die gezeigten Öffnungen 142 und 152, freigesetzt werden.

Unter der Annahme, daß der Bund den Stapel vollständig abdeckt und dann nach links bewegt wird, wird die Scheibe 150 als erste freigesetzt, und das sich dabei beim Durchströmen der Öffnungen 152 ergebende Strömungsbild ist vollständig analog dem oben beschriebenen, das sich ergibt, wenn zunächst die Öffnung 62 der Scheibe 60 freigegeben wird. Der Verlauf des Mengenstroms abhängig vom Schieberhub ist somit in beiden Richtungen im wesentlichen der gleiche. Jedoch lassen sich unter Verwendung mehrerer Scheiben auch jeweils ungleiche Strömungsbilder für die Verschieberichtungen des Schiebers erzielen.

Bei dem Strömungsbild gemäß Fig. 7 ist das Ansprechverhalten sehr gut. Bei dem Mengenstromverlauf sind die Hubinkremente, an denen sich der Mengenstrom einem Sättigungswert nähert oder diesen erreicht hat, in der Praxis so klein, daß sie, ausgenommen in der Nähe des Maximaldurchsatzes, in der Praxis ohne Einfluß sind.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Verbindung mit den Scheiben gemäß den F i g. 8 bis 14 gezeigt, die eine etwas abgewandelte Mengenstromkennlinie über dem Schieberhub ergeben, wie sie in F i g. 15 gezeigt ist. In dem für dieses Ausführungsbeispiel bestimmten Anwendungsfall hat sich herausgestellt, daß die Verkleinerung des Mengenstroms auf das lediglich etwa einer Scheibenwandstärke entsprechende Maß ausreicht, einen übermäßigen Abrieb des Schiebers und der Hülse ίο des Schieberventils zu verhindern.

Die Scheiben gemäß den F i g. 8 bis 14 haben wiederum die obengenannte Wandstärke, nämlich 0,1 oder 0,125 mm. Zwar sind lediglich 5 Scheiben gezeigt, jedoch können auch mehr verwendet werden, um den Stapel an die Breite des Schieberbundes anzupassen. So bestand der Stapel in einem besonderen Anwendungsfall jeweils aus einer Scheibe gemäß den F i g. 8, 11 und 14 und jeweils aus zwei Scheiben gemäß den F i g. 9 und 12 in seitlich nebeneinander liegender Anordnung.

Unter der Annahme, daß die Scheiben gemäß den ι-ig. 8 und 14 gestapelt sind und der Stapel zunächst durch den Bund des Ventilschiebers abgedeckt ist, kann bei einer anschließenden Bewegung des Bundes um eine Scheibenbreite nach rechts das Hochdruckmittel in den Stapel über zwei öffnungen 162 in der Scheibe 160 einströmen, welche mit Löchern 166 in der Scheibe 164 (Fig. 11) in Verbindung stehen. Die Löcher 166 stehen mit einer durch einen Durchbruch 168 in der Scheibe 170 und einer, Durchbruch 172 in der Scheibe 174 be-

JO grenzten Kammer in Verbindung. Diese Kammer ist ihrerseits mit einem Loch 176 verbunden, das zu einer durch die Durchbrüche 178 und 180 in den Scheiben 160 und 182 begrenzten Kammer führt. Diese Kammer führt zu einem Loch 184 in der Drosselscheibe 164, wel-

j5 ehe mit einer durch die Durchbrüche 186 und 188 in den Scheiben 170 bzw. 174 begrenzten Kammer in Verbindung steht. Diese Kammer ist am anderen Ende über ein Loch 190 an eine durch Durchbrüche 192 und 194 in den Scheiben 160 und 182 begrenzte Kammer angeschlossen. Von dort gelangt das Strömungsmittel über ein Loch 196 zu dem durch die öffnungen 198 und 200 in den Scheiben 170 bzw. 174 gebildeten Auslaß.

Unter der Annahme, daß die Scheiben durch den Bund des Ventilschiebers völlig abgedeckt sind, und der Bund nach links um einen anfänglichen Hub von 0,125 mm verschoben wird, so wird zunächst die Scheibe 174 freigegeben. Infolgedessen kann das Strömungsmittel in den Stapel über Öffnungen 202 einströmen und gelangt dann unmittelbar zu den Löchern 204 der Drosselscheibe 164. Diese Löcher stehen mit einer durch Durchbrüche 206 und 2ö8 in den Scheiben J60 bzw. 182 begrenzten Kammer in Verbindung. Nach dem Durchströmen der durch die Durchbrüche 206 und 208 begrenzten Kammer gelangt das Strömungsmittel über

ein Loch 212 zu einer durch Durchbrüche 214 und 216 in den Scheiben 170 und 174 begrenzten Kammer. Von dort wird das Strömungsmittel über das Loch 218 in eine durch Durchbrüche 220 und 222 begrenzte Kammer gelenkt und anschließend über ein Loch 224 zu einer durch Durchbrüche 226 und 228 begrenzten Kammer und von dort über ein Loch 230 zu dem durch Öffnungen 232 und 234 gebildeten Auslaß. Das Strömungsbild entspricht daher vollständig dem oben beschriebenen, und die Strömungskennlinie ist in Fig. 15 gezeigt. Aus dieser Kennlinie ist ersichtlich, daß das Strömungsbild einen sehr begrenzten Mengenstrom während der ersten Hubbewegung von 0,125 mm zuläßt, und nach dem Durchlaufen dieser Hubstrecke

nimmt der Mengensironi linear mit einer sehr starken Steigung zu. bis er einen effektiven Sättigungswert erreicht. Wenn sich der Bund weiter nach links bewegt, gibt er nacheinander die öffnungen 236, 238 und 240 der Scheibe 170 bzw. 164 bzw. 182 frei. Da diese öffnungen mit den großen Schlitzen 242 bzw. 244 bzw. 246 in Verbindung stehen, nimmt der Mengenstrom, wie gezeigt, rasch bis zum Sättigungswert zu.

In einigen Anwendungsfällen kann zu berücksichtigen sein, daß sich Betriebsstörungen aufgrund eines vollständigen Zusetzens oder teilweise Verstopfens der Löcher ergeben. Dies kann durch eine Rückspülung verhindert werden, die unter bestimmten Betriebsbedingungen für einen Rückstrom an einigen oder sämtlichen Löchern sorgt. Bei einem Stapel mit Scheiben der in den Fig. 8 bis 14 gezeigten Art läßt sich eine Rückspülung dadurch erreichem daß zusätzliche Einlauföffnungen in den Stapel ausgebildet werden, indem in der Scheibe 182 von den öffnungen 208 und in der Scheibe 170 von den öffnungen 168 ein Strömungspfad zur Mitte eingeschnitten wird, wie dies in den Fig. 10 und 13 gezeigt ist. Wenn in diesem Fall der Bund so weit nach links bewegt wird, daß er beispielsweise die Scheibe(n) 170 freigibt, gelangt der an den äußeren Löchern 198 und 200 anstehende Rücklaufdruck über das Loch 1%, die durch die Durchbrüche 192 und 194 begrenzte Kammer, das Loch 190, die durch die Durchbrüche 186 und 188 begrenzte Kammer, das Loch 184, die durch die Durchbrüche 178 und 180 begrenzte Kammer und über das Loch 176 in die durch die Durchbrüche 168 und 172 begrenzte Kammer und von dor; zur Ringnut neben dem Bund. Bei einer Bewegung des Ventilschiebers in der entgegengesetzten öffnung ergibt sich ein entsprechender Strömungspfad, der, ausgehend von den öffnungen 232 und 234 aus der durch den Durchbruch 208 begrenzten Kammer, in die andere Ringnut neben dem Bund führt.

Das beschriebene Schieberventil sorgt nicht nur für eine ausreichend glatte Kennlinie des Mengenstroms abhängig vom Hub, insbesondere nahe der Nullage, sondern löst auch in hervorragender Weise die Schwie- 4(1 rigkeiten, die sich aus der Erosion oder elektrochemischen Abtragung bei hydraulischen Hochdruckanlagen der üblicherweise bei Verkehrsflugzeugen verwendeten Bauart ergeben, die mit Hydraulikmitteln auf Phosphat-Ester-Basis arbeiten. Jede Drosselöffnung ist für eine Strömungsgeschwindigkeit ausgelegt, bei der keinerlei oder zumindest keine unvertretbar hohe Erosion stattfindet. Zwar kann eine anfängliche Erosion infolge der veränderlichen Drossel- oder Dosierwirkung zugelassen werden, jedoch lediglich bis zu einem Ausmaß, bei Hom Ciori Hoc rWnfUrrofoIlrt l-\tr tii ninom U/nrl oKKon» it/n

die Erosion aufhört oder sich auf einem sehr niedrigen Niveau stabilisiert. Der zum Drosseln oder Dosieren verbleibende Druckabfall an den veränderlichen Durchflußquerschnitten reicht vollständig aus, da die Mengenstrom- und Druckzunahme im Nullbereich noch zufriedenstellend sind.

Wenn die festen Drosselstellen nicht erodieren und die veränderliche Drosselstelle einen Zustand erreicht, bei dem keine Erosion mehr stattfindet, ist das System selbsttätig in einen Arbeitsbereich gelangt, in dem eine zulässige und beabsichtigte Leckage vorhanden ist. Wenn zunächst aufgrund der Dimensionierung der Bauteile für eine Nullüberdeckung gesorgt wird, stellt sich aufgrund von radialem Spiel und Unregelmäßigkeiten an den Steuerkanten eine geringe Leckage ein, und diese Steuerkanten werden schließlich abgerundet, was zu einer erhöhten Leckage und einer weiteren Erosion führt. Dies hält an, bis ein stabiler oder nahezu stabiler Zustand erreicht wird, bei dem die Steuerkanten so weit erodiert sind, daß eine weitere Erosion begrenzt wird. In diesem Zustand gleicht das Arbeitsverhalten des Ventils dem eines Ventils mit einer Überdeckungslücke. Wenn die veränderlichen Steuerkanten von vorneherein in der dem erodierten Zustand entsprechenden Weise ausgebildet werden, kann die Erosion von Anfang an begrenzt werden, was sich beispielsweise dadurch erreichen läßt, daß die Kanten des Schieberbundes abgeschrägt werden.

Durch entsprechende Anordnung der die Scheiben durchsetzenden Löcher läßt sich eine erwünschte Kennlinie aus einer großen Anzahl unterschiedlicher Kennlinien des Mengenstrorns abhängig vom Hub einstellen und außerdem für unterschiedliche Ventile je nach deren physikalischen Eigenschaften eine nahezu gleiche Kennlinie erzielen. Falls der Hub des Ventilschiebers groß oder die Bunde ungewöhnlich breit sind, können mehrere Scheiben oder dickere Scheiben angeordnet und ferner sowohl dünne als auch dickwandige Scheiben verwendet werden, wobei die dünnen Scheiben vorzugsweise den Mengenstrom nahe dem Nullpunkt steuern und die dickwandigeren Scheiben in der Nähe der Stapelmitte angeordnet sind. Je nach Anwendungsfall wird eine unterschiedliche Anzahl von Kammern und Löchern gewählt. In Abhängigkeit von dem Druckgefälle des Ventils wird ferner eine größere oder kleinere Anzahl von Löchern verwendet, wobei berücksichtigt werden muß, daß an keiner Drosselstelle ein übermäßig hohes Druckgefälle auftritt, da dies zu einer Erosion der Löcher führen kann. Es kann sich als zweckmäßig erweisen, verhältnismäßig große Löcher und zugleich eine große Anzahl von Löchern vorzusehen, um ein mögliches Verstopfen der Löcher zu vermeiden und gleichzeitig das Druckgefälle an jeder Drosselstelle zu begrenzen. Die öffnungen am Außenumfang des Stapels können in der die inneren Öffnungen enthaltenden Scheibe ausgebildet sein, oder auch nicht, da dies eine Funktion einer ungeradzahligen oder geradzahligen Drosseistellenanordnung ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schieberventil, insbesondere Mehrwegeventil, mit im Strömungsmittelweg zu einem Verbraucher angeordneten Drosselelementen, bestehend aus übereinandergestapelten ringförmigen Scheiben, in denen Kanäle ausgebildet sind, die am Außen- und Innenrand der Scheiben ausmünden und die bei Bewegung des Ventilschiebers aufeinanderfolgend freigegeben bzw. abgedeckt und vom Strömungsmittel in radialer Richtung mäanderförmig durchflossen werden, wobei jeder Kanal von in einer mittleren Scheibe angeordneten Löchern und von zu beiden Seiten der mittleren Scheibe vorgesehenen von Endscheiben abgedeckten Kammern gebildet ist, wobei jede Kammer über mindestens ein Loch mit der gegenüberliegenden benachbarten, radial weiter außen und über mindestens ein Loch mit der gegenüberliegenden benachbarten, radial weiter innen liegenden Kammer in Verbindung steht, wobei die am Außen- und Innenrand der Scheiben liegenden Kammern radial offen sind und die Querschnitte der für die Drosselung des Strömungsmittels maßgebenden Löcher in der mittleren Scheibe im Vergleich zu den Strömungsquerschnilten der Kammern klein sind und zur Bildung der Kammern zwischen der mittleren die Löcher aufweisenden Scheibe und jeder Endscheibc eine mit Durchbrüchen versehene Scheibe vorgesehen ist. wobei die mittlere Scheibe an ihrem Innenrand radial offen ist und die Öffnungen an den Inneorändcrn aller Scheiben von Scheibe zu Scheibe in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, so daß bei kontinuierlicher Bewegung des Ventilschiebers die Öffnungen von Scheibe zu Scheibe und entsprechend die mit den Öffnungen verbundenen Kanäle aufeinanderfolgend freigegeben werden nach Patent 25 23 901, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Scheibe (90, ItO, 164, 170, 182) vorgesehen ist. die mindestens einen vom Innen- zum Außenrand durchlaufenden, die Scheibe halbierenden Schlitz (102,112,242,244,246) aufweist.

2. .Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit durchlaufenden Schlitzen versehenen Scheiben auch Löcher (104, 106, 118, 120: Fig. 12) und/oder Durchbrüche (94, 98, 116, 124: Fig. 13) aufweisen.